光钟在时间保持、精密测量、暗物质探测等方面有广泛的应用。可搬运光钟研制是光钟的重要方向,它是不同类型光钟比对以及引力红移测量的重要设备。研制用于冷原子制备的可搬运冷却光源是实现可搬运光钟研制的关键。本文主要介绍了可搬运锶光钟二级冷却光源的研制。首先,通过Pound-Drever-Hall稳频技术将半导体激光器锁定在超稳腔上,实现了用于锶光钟二级冷却的689 nm窄线宽稳频光源,其线宽优于 263 Hz,频率秒稳定度优于1.56×10-14。另外,利用注入锁定技术制备了两台同等性能的光源,分别用作二级冷却阶段的俘获光和匀化光。整个光学系统集成在一个0.56m2的光学面包板,通过光纤与真空系统耦合,整体可搬运。利用该稳频光源,实验上制备了数目为2×106,温度为5.3K的二级冷却原子团,这为下一步进行光晶格原子装载和钟跃迁谱探测奠定了基础。

利用⁸⁷Sr光晶格钟与氢钟的频率比对测量了氢钟的频率稳定度。在89%的光晶格钟有效运行率下，经过约10 d的测量得出氢钟的频率稳定度，并由此推导出氢钟噪声模型的相关参数。根据氢钟噪声模型生成的随机噪声序列，对由测量死时间导致的频差进行了 100 次模拟，并以模拟结果的1倍标准差为测量不确定度。不同有效运行率下，氢钟测量不确定度的计算结果表明，由氢钟测量死时间导致的不确定度随有效运行率的增加而减小，且在有效运行率小于10%时，增加总的测量时间可以显著减小测量不确定。

光钟在近20年里发展迅速，稳定度和系统不确定度均比当前最好的微波原子钟高出两个量级，目前已有10个光学跃迁被国际计量局选定为二级秒定义并参与原子时的产生。本文介绍了光钟的工作原理和系统性能的评估，阐述了离子光钟和光晶格钟的最新研究进展，并总结了光钟绝对频率测量方法和进入二级秒定义的光频跃迁的测量结果。

在⁸⁷Sr空间光晶格钟原理样机上实验观测了原子碰撞对谱线激发率抑制以及对谱线的展宽，并观测到由非弹性碰撞导致的原子损耗。通过简单地将原子数从6000减小至2000，实现了线宽为1.9 Hz的钟跃迁谱线，并将空间光晶格钟原理样机的稳定度提升至1×10^-15（τ/s）^-0.5。相关实验结果对研究光晶格的多体相互作用对钟跃迁谱线的影响具有重要意义。

近年来化石燃料大量消耗导致环境污染日益严重, 固体氧化物电解池(SOEC)能够高效、环境友好地将CO2转化为CO等高附加值化学品, 因此受到广泛关注。开发高效稳定的SOEC需要采用性能优异的电极材料, La0.7Sr0.3Cr0.5Fe0.5O3-δ(Sto-LSCrF)钙钛矿氧化物因其优异的氧化还原稳定性受到了高度重视。为进一步提高Sto-LSCrF燃料电极材料电解CO2的能力, 在Sto-LSCrF的A位掺杂Ce来调控Ce0.08La0.62Sr0.3Cr0.5Fe0.5O3-δ(Ce-LSCrF)中可移动氧空穴含量以便提高其对CO2的吸附/活化能力, 进而改善其电化学性能。同时对材料的相结构、氧空穴含量以及其对CO2的吸附/脱附能力进行详细的表征和分析。此外, 我们还探究了Ce-LSCrF的电化学性能, 发现与Sto-LSCrF相比, Ce-LSCrF燃料电极表现出较高的电解性能, 也显示出较好的恒压稳定性, 电解性能的增强归因于Ce-LSCrF晶格中较多的可移动氧空位可有效吸附/活化CO2, 以上试验结果表明Ce-LSCrF是性能优异的CO2电解材料。

利用纠缠交换中结果态和初始态之间存在的关系, 提出一个基于 Bell 态的高效量子安全多方求和协议。该协议中, 一个半可信第三方负责制备 Bell 态作为信号载体, 并将这些载体粒子分发给参与者。随后, 参与者根据其私密数据选择相应的局域幺正算子, 对载体粒子进行编码操作。最后, 参与者对其手中的粒子进行 Bell 基测量, 半可信第三方就可以利用粒子初态和测量结果计算出求和结果。对协议中常见的外部和内部攻击的安全性分析表明所提协议在理论上是安全的。

光子集成干涉成像系统具有体积小、质量轻、能耗低、分辨率高的成像特性,有望取代传统大口径望远镜实现远距离探测。研究了光学干涉探测成像原理,建立了空间目标干涉图像复原模型。研究了微透镜阵列排布对成像质量的影响,提出了微透镜阵列设计方法。研究了光学相干基线匹配对空间目标频谱覆盖的影响,提出了能够高效覆盖高、中、低频谱的相干基线匹配方法。最后,比较了不同的微透镜阵列排布和干涉基线匹配方式下目标图像仿真复原效果。结果表明,所提微透镜阵列排布方式和干涉基线匹配方法能够提升空间目标频谱覆盖,提高目标图像复原质量。